由于成熟的互感器只能應(yīng)用于工頻測(cè)量,因此通常把驅(qū)動(dòng)1KV以上交流電動(dòng)機(jī)的中、大容量測(cè)功機(jī)稱為高壓測(cè)功機(jī),而一般的電參數(shù)測(cè)試儀精度完全不能滿足需求,測(cè)功機(jī)輸出電壓為PWM波,含有豐富的諧波,要求較寬的帶寬,譬如lem傳感器隨著電壓的升高,帶寬就會(huì)相應(yīng)的降低,到6400V時(shí)帶寬已經(jīng)很難滿足變頻高壓測(cè)量的需求了,變頻高壓信號(hào)電磁干擾比較大,模擬量傳輸?shù)男盘?hào)很容易受到干擾,導(dǎo)致誤差比較大。
由IGBT、IGCT、SGCT等新型器件構(gòu)成的高壓測(cè)功機(jī),性能優(yōu)異,可以實(shí)現(xiàn)PWM逆變,甚至是PWM整流,不僅具有諧波小,功率因數(shù)也有很大程度的提高,高壓變頻測(cè)量的儀器目前比較少,霍爾電壓傳感器主要用于變頻測(cè)量,相對(duì)互感器而言,變頻測(cè)量儀器才能有穩(wěn)定的性能和準(zhǔn)確的測(cè)量指標(biāo),但是作為前端測(cè)量的傳感器目前可以選擇的并不多。
傳感器作為變頻高壓測(cè)量中最重要的測(cè)量設(shè)備,是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)性能指標(biāo)的保證,電機(jī)測(cè)功機(jī)的定義是測(cè)試電機(jī)穩(wěn)定狀態(tài)下對(duì)應(yīng)參數(shù),可以很好的滿足電壓、電流、功率、諧波等的測(cè)量需要,電機(jī)測(cè)功機(jī)是一種傳統(tǒng)的電機(jī)試驗(yàn)裝置,由加載器、轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置、轉(zhuǎn)矩測(cè)試裝置以及一些輔助設(shè)備組成,并且針對(duì)變頻高壓測(cè)量電磁干擾大的特點(diǎn),若偏離了“穩(wěn)定狀態(tài)”,就會(huì)產(chǎn)生的誤差,而電機(jī)穩(wěn)定需要較長的穩(wěn)定時(shí)間,導(dǎo)致測(cè)試速度非常慢。
一般的電參數(shù)測(cè)試儀采樣率非常低,對(duì)于通過專用測(cè)功機(jī)輸出PWM信號(hào)來驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng),輸出的PWM信號(hào)載波頻率可達(dá)幾十kHz,需要用高采樣率、高帶寬的功率測(cè)量儀器才可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸入功耗的準(zhǔn)確測(cè)量,電機(jī)試驗(yàn)包括空載、堵轉(zhuǎn)、負(fù)載等試驗(yàn),根據(jù)軸功率計(jì)算公式P=Tn/9549計(jì)算出電機(jī)的軸功率,最后軸功率與輸入功率之比就是電機(jī)的效率,所以扭矩傳感器的范圍必須覆蓋從空載數(shù)據(jù)到堵轉(zhuǎn)之間所有的測(cè)試范圍才能保證精度。
通過電參數(shù)測(cè)試儀來測(cè)量電機(jī)的輸入功率,電機(jī)測(cè)功機(jī)的原理很簡單,通過轉(zhuǎn)速、扭矩測(cè)試裝置來測(cè)量轉(zhuǎn)速、扭矩信號(hào),滿足絕大部分測(cè)量甚至是計(jì)量要求,目前的電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)測(cè)控,帶寬為100kHz,采樣頻率為250kHz,基波頻率范圍在0.1Hz~400Hz,電壓、電流準(zhǔn)確級(jí)滿足0.2S級(jí),SP變頻功率傳感器可以實(shí)現(xiàn)最高15KV的變頻高壓測(cè)量,對(duì)于測(cè)功機(jī)供電的變頻調(diào)速系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了高精度的測(cè)量,采用以光纖作為傳輸介質(zhì)的前端數(shù)字化技術(shù),解決了復(fù)雜電磁環(huán)境下的干擾問題。
被測(cè)電機(jī)必須與當(dāng)前扭矩傳感器測(cè)量范圍匹配,否則精度會(huì)非常差,電機(jī)測(cè)功機(jī)在傳統(tǒng)的測(cè)功系統(tǒng)中應(yīng)用比較多,目前逐漸被其他智能化測(cè)功系統(tǒng)代替,用兩臺(tái)同樣電機(jī)對(duì)拖實(shí)現(xiàn)的加載方式安裝更簡單,控制更便捷,可以測(cè)量直流和頻帶較寬是其重要特性,目前LEM公司官網(wǎng)公開的最高電壓的霍爾傳感器是Lv200-AW/2/6400,最高測(cè)量電壓為6400Vrms,而且可以定制10KV的傳感器,但是6400V的傳感器帶寬只有700Hz,精度是1%。
就目前來說,SP變頻功率傳感器是變頻高壓測(cè)量最合適的前端測(cè)量傳感器,變頻調(diào)速技術(shù)近幾年高速發(fā)展,變頻測(cè)量儀器也發(fā)展很快,其寬頻帶特性已不顯著,如果不是很低頻率,采用互感器或許效果更好,定制10KV的意義不大,另外一般通過電參數(shù)測(cè)試儀來測(cè)量電機(jī)的的輸入電壓、電流、功率等參數(shù),變頻高壓測(cè)量對(duì)儀器的高壓絕緣提出很高的要求,變頻電壓相對(duì)工頻電壓有更高的絕緣等級(jí),只有滿足了測(cè)功機(jī)絕緣的要求,但是實(shí)際上扭矩傳感器在其額定扭矩值的20%左右已經(jīng)沒有精度可言了。